本發(fā)明涉及肥料制備，具體為一種賴氨酸發(fā)酵廢液制備液體肥料的工藝。

背景技術(shù)：

1、隨著全球經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人口的增長，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對于肥料的需求持續(xù)增加，同時，環(huán)境保護(hù)和資源可持續(xù)利用也成為當(dāng)今社會面臨的重要課題，在這樣的背景下，探索創(chuàng)新的肥料制備方法，尤其是利用工業(yè)廢棄物進(jìn)行肥料生產(chǎn)，具有重大的現(xiàn)實(shí)意義，賴氨酸作為一種重要的氨基酸，在醫(yī)藥、食品、飼料等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，賴氨酸的生產(chǎn)主要通過發(fā)酵工藝進(jìn)行，在發(fā)酵過程中會產(chǎn)生大量的廢液，這些廢液中含有豐富的有機(jī)物質(zhì)和營養(yǎng)成分，如果直接排放，不僅會造成資源的浪費(fèi)，還會對環(huán)境造成嚴(yán)重的污染；

2、現(xiàn)有技術(shù)存在一定的缺陷，首先，傳統(tǒng)吸附材料在處理賴氨酸發(fā)酵廢液時，吸附選擇性不佳，導(dǎo)致賴氨酸回收率和純度低下，大量有價值的賴氨酸資源流失，增加了生產(chǎn)成本且造成資源嚴(yán)重浪費(fèi)，其次，現(xiàn)有技術(shù)對廢液處理后營養(yǎng)成分調(diào)配不科學(xué)，缺乏高效的營養(yǎng)成分載體，使得肥料肥效持續(xù)時間短，對土壤結(jié)構(gòu)和肥力的改善效果微弱，難以滿足植物生長需求，再者，以往肥料制備中，穩(wěn)定性難以保障，缺乏有效的增效手段，土壤微生物環(huán)境得不到優(yōu)化，導(dǎo)致肥料利用率低，農(nóng)作物生長受影響，同時還可能對環(huán)境造成不良影響，為此，我們提出一種賴氨酸發(fā)酵廢液制備液體肥料的工藝。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種賴氨酸發(fā)酵廢液制備液體肥料的工藝。

2、以解決上述背景技術(shù)中提出的問題，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種賴氨酸發(fā)酵廢液制備液體肥料的工藝，所述制備液體肥料的工藝具體包括以下步驟：

3、步驟一、制備吸附材料提純賴氨酸，選取金屬有機(jī)框架（mofs）衍生多孔碳材料作為基礎(chǔ)載體，具體通過以下方式制備，將硝酸鋅和2-甲基咪唑分別溶解在甲醇溶液中，然后將兩種溶液混合攪拌，隨后通過離心收集產(chǎn)物，用洗滌液洗滌產(chǎn)物后干燥得到zif-8晶體，將zif-8晶體置于管式爐中進(jìn)行碳化，得到mofs衍生多孔碳材料，然后利用氨氣等離子體處理技術(shù)和氧氣等離子體處理技術(shù)對mofs衍生多孔碳材料進(jìn)行處理，使其表面引入胺基和羧基，然后將賴氨酸發(fā)酵廢液通過裝有該吸附材料的吸附柱進(jìn)行吸附處理，使廢液中賴氨酸分子被吸附，其他雜質(zhì)流出，吸附飽和后，用碳酸鈉溶液通過吸附柱解吸出賴氨酸，形成高濃度賴氨酸溶液；

4、步驟二、對收集賴氨酸后的剩余廢液進(jìn)行處理，向剩余廢液中加入磷酸二氫鈉，同時緩慢滴加氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)溶液ph值進(jìn)行反應(yīng)，在此過程中，磷酸二氫鈉中的磷酸根離子與廢液中的鈣、鎂離子結(jié)合，生成磷酸鈣鎂含磷復(fù)合物；

5、步驟三、將含磷復(fù)合物與提純后的賴氨酸溶液混合，隨后向混合溶液中添加氮源、磷源和鐵元素，隨后將混合溶液攪拌均勻，以及其他營養(yǎng)成分調(diào)整營養(yǎng)成分比例；

6、步驟四、通過溶膠-凝膠法制備納米羥基磷灰石，將硝酸鈣和磷酸氫二銨分別溶解在去離子水中，然后將磷酸氫二銨溶液緩慢滴加到硝酸鈣溶液中，同時加入氨水調(diào)節(jié)ph值，隨后攪拌均勻，制得納米羥基磷灰石無機(jī)納米粒子，將聚丙烯酸和納米羥基磷灰石無機(jī)納米粒子通過化學(xué)交聯(lián)復(fù)合，隨后將其攪拌均勻，使有機(jī)聚合物包裹無機(jī)納米粒子形成復(fù)合納米材料，將復(fù)合納米材料加入混合溶液中，加入后攪拌使其吸附營養(yǎng)成分；

7、步驟五、向混合溶液中添加海藻酸鈉作為穩(wěn)定劑，同時添加固氮菌、解磷菌、促生菌作為增效劑，隨后進(jìn)行攪拌、過濾與滅菌，并將其混合均勻，隨后，采用微孔濾膜進(jìn)行過濾，然后通過高溫高壓滅菌，得到液體肥料。

8、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案：所述步驟一中，硝酸鋅溶液和2-甲基咪唑溶液添加的體積比為1-2:0.8-1.3，硝酸鋅濃度為0.2mol/l-0.4mol/l，2-甲基咪唑濃度為0.4/l-0.8mol/l，兩種在室溫下溶液混合攪拌反應(yīng)16h-20h。

9、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案：所述步驟一中，洗滌液為甲醇溶液，通過甲醇溶液洗滌離心后的產(chǎn)物3-5次，每次洗滌使用的甲醇量為產(chǎn)物質(zhì)量的2-4倍，在60℃-80℃下干燥16h-20h得到zif-8晶體。

10、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案：所述步驟一中，zif-8晶體在管式爐中在氮?dú)夥諊乱?℃/min-10℃/min的升溫速率升溫至800℃-1000℃，隨后保溫2h-4h進(jìn)行碳化，得到mofs衍生多孔碳材料，隨后利用氨氣等離子體處理技術(shù)在功率為150w-250w的條件下處理15min-25min，在材料表面引入胺基，再利用氧氣等離子體處理技術(shù)在功率為100w-200w的條件下處理10min-20min，在材料表面引入羧基，隨后將賴氨酸發(fā)酵廢液以30ml/min-50ml/min的流速、25℃-35℃的溫度通過裝有該吸附材料的吸附柱進(jìn)行吸附，吸附飽和后，用濃度為0.4mol/l-0.6mol/l的碳酸鈉溶液以20ml/min-40ml/min的流速通過吸附柱解吸出賴氨酸。

11、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案：所述步驟二中，磷酸二氫鈉的添加量為每升剩余廢液中0.2mol-0.4mol，滴加氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)溶液ph值至5-7，并在35℃-45℃下攪拌反應(yīng)1.5h-2.5h。

12、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案：所述步驟三中，含磷復(fù)合物與提純后的賴氨酸溶液混合的體積比為1-2:3-4，添加的氮源為硝酸銨，添加硝酸銨直至氮元素在最終肥料中的質(zhì)量百分比達(dá)到12%-18%，添加的氮磷源為磷酸二氫鉀，添加磷酸二氫鉀直至磷元素在最終肥料中的質(zhì)量百分比達(dá)到8%-12%，添加的鐵元素為硫酸亞鐵，添加硫酸亞鐵直至鐵元素在最終肥料中的質(zhì)量濃度為0.2g/l-0.4g/l。

13、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案：所述步驟四中，硝酸鈣濃度為0.1mol/l-0.3mol/l，磷酸氫二銨濃度為0.06mol/l-0.18mol/l，加入氨水調(diào)節(jié)ph值至9-11，在溫度為40℃-60℃下攪拌反應(yīng)2h-4h。

14、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案：所述步驟四中，聚丙烯酸和納米羥基磷灰石無機(jī)納米粒子按質(zhì)量比1.0-1.3:0.8-1.8進(jìn)行化學(xué)交聯(lián)復(fù)合，攪拌溫度為60℃-80℃，攪拌時長為1.5h-2.5h，復(fù)合納米材料加入混合溶液中，控制反應(yīng)溫度為25℃-35℃，攪拌時長為30min-60min，營養(yǎng)成分包括賴氨酸、磷酸二氫鉀、硝酸銨以及硫酸亞鐵。

15、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案：所述步驟五中，海藻酸鈉的添加量為混合溶液質(zhì)量的1%-2%，固氮菌、解磷菌、促生菌每種菌劑的有效活菌數(shù)為每毫升3.0×107-8.0×107個，將溶液在溫度為35℃-45℃下以150r/min-250r/min的速度攪拌30min-60min混合，微孔濾膜孔徑為0.2μ-0.4μm，高溫高壓滅菌在120℃-130℃下滅菌15min-25min。

16、采用上述技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：

17、1.本發(fā)明通過采用特定的金屬有機(jī)框架（mofs）衍生多孔碳材料作為吸附材料，實(shí)現(xiàn)了對賴氨酸發(fā)酵廢液中賴氨酸的高效提純，其中，zif-8經(jīng)碳化等處理后獲得的多孔碳材料具有高比表面積和豐富的孔隙結(jié)構(gòu)，為賴氨酸的吸附提供了大量的位點(diǎn)，利用氨氣等離子體處理引入胺基，能與賴氨酸的羧基等形成氫鍵或靜電相互作用，氧氣等離子體處理引入羧基，可進(jìn)一步增強(qiáng)與賴氨酸的親和力，這種精準(zhǔn)的設(shè)計(jì)使得賴氨酸與其他雜質(zhì)有效分離，得到高純度的賴氨酸資源，不僅可提高后續(xù)液體肥料中有效成分的含量和質(zhì)量，同時也大大提升了資源的綜合利用效率和經(jīng)濟(jì)效益；

18、2.本發(fā)明通過對剩余廢液進(jìn)行處理生成含磷復(fù)合物，為肥料增添了磷元素營養(yǎng)，合理調(diào)配了氮、磷、鉀等營養(yǎng)成分比例，并且采用納米羥基磷灰石復(fù)合納米材料并使其吸附多種營養(yǎng)成分，納米羥基磷灰石具有良好的生物相容性和吸附性能，能有效負(fù)載營養(yǎng)成分，且其在土壤中可緩慢釋放營養(yǎng)，滿足植物長期生長需求，同時，復(fù)合納米材料的添加還能改善土壤的物理和化學(xué)性質(zhì)，提高土壤肥力和保水保肥能力，促進(jìn)植物根系生長和對養(yǎng)分的吸收，從而提高農(nóng)作物的產(chǎn)量和品質(zhì)，實(shí)現(xiàn)了廢液資源到高效液體肥料的轉(zhuǎn)化；

19、3.本發(fā)明通過添加海藻酸鈉作為穩(wěn)定劑以及固氮菌、解磷菌、促生菌等微生物菌劑作為增效劑，并經(jīng)過攪拌、過濾與滅菌等工藝步驟，確保了液體肥料的穩(wěn)定性、安全性和有效性，海藻酸鈉穩(wěn)定了肥料溶液的體系，防止?fàn)I養(yǎng)成分沉淀和變質(zhì)，微生物菌劑能夠改善土壤微生物環(huán)境，固氮菌可將空氣中的氮?dú)廪D(zhuǎn)化為植物可利用的氮源，解磷菌能分解土壤中難溶性磷，促生菌促進(jìn)植物生長發(fā)育，提高肥料利用率和植物抗逆性，最終得到的液體肥料營養(yǎng)均衡，肥效持久，對環(huán)境友好。